DE102008018339A1

DE102008018339A1 - Vehicle tires

Info

Publication number: DE102008018339A1
Application number: DE102008018339A
Authority: DE
Inventors: Christian Dr. Weber; Thomas Dr. Kramer; Wilfried Dr. Carl; Mathias Dr. Haufe
Original assignee: Continental AG
Current assignee: Continental Reifen Deutschland GmbH
Priority date: 2008-04-11
Filing date: 2008-04-11
Publication date: 2009-10-15
Also published as: EP2108530B1; ATE531533T1; EP2108530A1

Abstract

The vehicle pneumatic tire comprises a radial casing (3), a multi-layered belt (2) and a tread (1) made of a tread lower part (5) and a profiled tread upper part (4). The profiled tread upper part has multiple layers (4a,4b) made of different rubber compositions arranged one above the other in radial direction. The layers in the tread upper part have impact resilience different from each other, where the outer radial layer has the smallest impact resilience.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugluftreifen, insbesondere für Nutzfahrzeuge, mit einer Radialkarkasse, einem mehrlagigen Gürtel und einem Laufstreifen aus einem Laufstreifenunterteil und einem profilierten Laufstreifenoberteil, welcher aus mehreren in radialer Richtung aufeinander angeordneten Schichten aus unterschiedlichen Gummimischungen besteht.The The invention relates to a pneumatic vehicle tire, in particular for Commercial vehicles, with a radial carcass, a multi-layered belt and a tread of a tread base and a profiled tread cap, which consists of several in the radial Direction of successive layers of different There are rubber compounds.

Fahrzeugluftreifen mit Cap/Base-Ausführungen des Laufstreifens sind in unterschiedlichen Ausführungsvarianten bekannt. So ist beispielsweise aus der EP-A-1 308 319 ein in Radialbauart ausgeführter Fahrzeugluftreifen, insbesondere für Personenkraftwagen, bekannt, dessen Laufstreifen einen Laufstreifenunterteil und einen Laufstreifenoberteil aufweist, welcher mindestens zwei sich in ihrer Mischungszusammensetzung unterscheidende Abschnitte aufweist. Der die Außenschulter des Laufstreifens umfassende Abschnitt des Laufstreifenoberteils besteht aus einer Mischung mit einer höheren Glasübergangstemperatur als der die Innenschulter umfassende Abschnitt des Laufstreifenoberteils. Ein Reifen mit einem derartig aufgebauten Laufstreifen soll sowohl bezüglich seiner Winterperformance als auch bezüglich seiner Nässeperformance verbessert sein.Pneumatic vehicle tires with cap / base versions of the tread are known in different embodiments. For example, from the EP-A-1 308 319 a radial type pneumatic vehicle tire, in particular for passenger cars, known, the tread having a tread base and a tread cap having at least two different in their mixture composition sections. The tread outer top portion of the tread consists of a blend having a higher glass transition temperature than the inner tread portion of the tread top. A tire with a tread constructed in this way is said to be improved both in its winter performance and in its wet performance.

Aus der EP-B-0 864 447 ist ein Fahrzeugluftreifen bekannt, welcher einen Laufstreifen aufweist, der ebenfalls in zumindest zwei in Unfangsrichtung umlaufende Abschnitte geteilt ist, die aus unterschiedlichen Gummizusammensetzungen bestehen. Der eine Abschnitt enthält einen verstärkenden Füllstoff mit mindestens 40% Ruß, der zweite Abschnitt enthält einen Anteil an weißem Füllstoff, und zwar zumindest 20% der Gesamtmenge des verwendeten verstärkenden Füllstoffs. Die Differenz zwischen den Hysteresewerten bei 70°C der beiden Abschnitte entspricht mindestens 10% des höheren Wertes.From the EP-B-0 864 447 For example, a pneumatic vehicle tire is known which has a tread which is also divided into at least two circumferentially circumferential portions consisting of different rubber compositions. The one section contains a reinforcing filler with at least 40% carbon black, the second section contains a proportion of white filler, at least 20% of the total amount of reinforcing filler used. The difference between the hysteresis values at 70 ° C of the two sections corresponds to at least 10% of the higher value.

Die DE-A-100 14 892 offenbart einen Fahrzeugluftreifen, insbesondere einen Winterreifen für Personenkraftwagen, mit einem profilierten Laufstreifen, welcher sich in radialer Richtung aus mehreren Schichten aus zwei Laufstreifenmischungen mit unterschiedlichem Abriebswiderstand zusammensetzt. Die sehr dünn ausgeführten Schichten weisen eine Schichtdicke von weniger als 1 mm auf und sind lamellenartig nebeneinander und alternierend angeordnet sowie miteinander vulkanisiert, wobei die Grenzflächen der Schichten im Wesentlichen der Profilkontur folgen. Dadurch soll ein Fahrzeugluftreifen zur Verfügung gestellt werden, dessen Wintereigenschaften mit abnehmender Profiltiefe weniger stark beeinträchtigt werden als bei bekannten Fahrzeugluftreifen.The DE-A-100 14 892 discloses a vehicle pneumatic tire, in particular a winter tire for passenger cars, with a profiled tread, which is composed in the radial direction of several layers of two tread compounds with different abrasion resistance. The very thin layers have a layer thickness of less than 1 mm and are arranged next to one another in a lamellar manner and alternately and vulcanized with one another, wherein the boundary surfaces of the layers essentially follow the profile contour. This is intended to make available a pneumatic vehicle tire whose winter properties are less severely impaired with decreasing tread depth than in the case of known pneumatic vehicle tires.

Es ist allgemein bekannt, dass die Anfälligkeit eines Fahrzeugluftreifens gegenüber unregelmäßigem Abrieb in Zusammenhang mit der verwendeten Laufstreifenmischung steht und durch diese stark beeinflusst wird. Zu unregelmäßigem Abrieb neigen vor allem Laufstreifen von Reifen, insbesondere Nutzfahrzeugreifen, die in Langstreckeneinsätzen verwendet werden. Diese Einsätze zeichnen sich durch Strecken mit einer geringen Anzahl von Kurven und mit einem hohen Anteil an Geradeausfahrt aus. Für solche Einsätze ist es erwünscht, möglichst Treibstoff sparende Reifen einzusetzen, um den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Die Laufstreifenmischungen sollten daher eine geringe Dämpfung bzw. eine hohe Rückprallelastizität aufweisen. Daraus resultiert ein Zielkonflikt zwischen einer Verbesserung der Beständigkeit gegen unregelmäßigen Abrieb, welche durch eine geringere Rückprallelastizität der Laufstreifenmischung erzielbar ist, und dem Rollwiderstand, welcher eine höhere Rückprallelastizität der Laufstreifenmischung erfordert. Im Neuzustand des Reifens ist durch die höhere Profilverformung die Anfälligkeit des Laufstreifens für unregelmäßigen Abrieb ferner größer als mit abnehmender Profiltiefe.It is well known that the susceptibility of a pneumatic vehicle tire related to irregular abrasion with the tread compound used and is strongly influenced by this becomes. Above all, they tend to have irregular abrasion Treads of tires, in particular commercial vehicle tires, in Long-distance operations are used. These inserts are characterized by stretching with a small number of curves and with a high proportion of straight-ahead driving. For such Inserts, it is desirable, if possible, fuel to use saving tires to reduce fuel consumption. The tread mixtures should therefore have a low attenuation or have a high resilience. from that a conflict of objectives results between an improvement in durability against irregular abrasion caused by a less resiliency of the tread compound achievable, and the rolling resistance, which a higher Rebound resilience of the tread compound requires. In new condition of the tire is due to the higher Profile deformation the susceptibility of the tread for irregular abrasion further greater as with decreasing tread depth.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung für diesen Zielkonflikt aufzufinden.Of the Invention is based on the object, a solution for to find this conflict of goals.

Gelöst wird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass sich sämtliche Schichten im Laufstreifenoberteil in ihrer Rückprallelastizität (bei 70°C) voneinander unterscheiden, wobei die radial äußerste Schicht die geringste Rückprallelastizität aufweist und die Rückprallelastizität in den bzw. der darunter befindlichen Schicht(en) in Richtung Reifeninneres größer ist bzw. sukzessive größer wird.Solved the object is achieved according to the invention by that all layers in the tread cap in their resilience (at 70 ° C) differ from each other, wherein the radially outermost Layer has the least resiliency and the resilience in or below it located layer (s) towards the tire inner larger is or is gradually becoming larger.

Bei erfindungsgemäß ausgeführten Reifen nimmt daher grundsätzlich während des Abriebes die Beständigkeit des Laufstreifens gegenüber unregelmäßigem Abrieb ab. Mit zunehmendem Abrieb und der sich dabei verringernden Profiltiefe reduziert sich jedoch auch die Anfälligkeit des Profils bzw. des Laufstreifens gegenüber unregelmäßigem Abrieb. Diese beiden Effekte können sich daher zumindest im Wesentlichen ausgleichen. Ein Reifen gemäß der Erfindung hat gegenüber Reifen, deren Laufstreifenoberteil aus einer hoch dämpfenden Mischung besteht, den Vorteil, dass sein Rollwiderstand deutlich geringer ist, ohne dass sich die Anfälligkeit des Laufstreifens, unregelmäßig abzureiben, erhöht.at According to the invention executed tire takes therefore basically the resistance during the abrasion of the tread opposite irregular Abrasion. With increasing abrasion and thereby decreasing Profile depth, however, reduces the vulnerability the tread or tread to irregular Abrasion. These two effects can therefore be at least substantially offsetting. A tire according to the Invention has opposite tires, their tread cap a high-damping mixture, the advantage that its rolling resistance is significantly lower, without the Susceptibility of the tread, irregular to rub off, increased.

Im Neuzustand soll der Reifen gegenüber unregelmäßigem Abrieb möglichst wenig anfällig sein. Es ist daher von Vorteil, wenn die radial äußerste Schicht aus einer Gummizusammensetzung besteht oder eine solche aufweist, deren Rückprallelastizität (bei 70°C) zwischen 40% und 60% beträgt.in the New condition is the tire against irregular Abrasion should be as little as possible. It is therefore advantageous if the radially outermost layer consists of or comprises a rubber composition their rebound resilience (at 70 ° C) between 40% and 60%.

Die radial innerste Schicht besteht gemäß der Erfindung aus einer Gummizusammensetzung bzw. weist eine Gummizusammensetzung auf, welche eine Rückprallelastizität (bei 70°C) von 50% bis 70% aufweist. Die gegebenenfalls zwischen der radial äußersten und der radial innersten Schicht befindlichen weiteren Schichten bestehen jeweils aus Gummizusammensetzungen, deren Rückprallelastizität (bei 70°C) sich von außen nach innen schrittweise erhöht und Werte zwischen den Rückprallelastizitäten der äußersten und innersten Schicht einnehmen. Ein erfindungsgemäß ausgeführter Laufstreifen ist daher mit zunehmendem Abrieb weitgehend unempfindlich gegenüber unregelmäßigem Abrieb und weist einen geringen Rollwiderstand auf, was für den Treibstoffverbrauch von Vorteil ist.The radially innermost layer according to the invention consists of a rubber composition or has a rubber composition which has a resilience (at 70 ° C) of 50% to 70%. The further layers optionally located between the radially outermost and the radially innermost layers each consist of rubber compositions whose rebound resilience (at 70 ° C.) increases stepwise from outside to inside and assumes values between the rebound elasticities of the outermost and innermost layers. An inventively designed tread is therefore largely insensitive to increasing abrasion against irregular abrasion and has a low rolling resistance, which is beneficial for fuel consumption.

Die einzelnen Schichten im Laufstreifenoberteil können übereinstimmende Dicken aufweisen, es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Schichten unterschiedlich dick auszuführen, beispielsweise derart, dass ihre Dicke von der radial äußersten bis zur radial innersten Schicht zunimmt.The Individual layers in the tread cap can be matched Have thicknesses, but it can also be provided, the layers different thickness perform, for example, such that their thickness from the radially outermost to the radial innermost layer increases.

Des Weiteren kann gemäß der Erfindung vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Schicht(en) im Laufstreifenoberteil in axialer Richtung aus einer Anzahl von, insbesondere mindestens drei, in Umfangsrichtung umlaufenden Streifen zusammengesetzt ist bzw. sind. Die Streifen können übereinstimmende oder unterschiedliche Breiten aufweisen, wobei in einer Schicht zumindest ein Streifen aus einer Gummizusammensetzung besteht, deren Rückprallelastizität (bei 70°C) entsprechend der Erfindung eingestellt ist.Of Further may be provided according to the invention, that one or more layer (s) in the tread cap in axial Direction of a number of, in particular at least three, in Circumferentially circumferential strip is composed or are. The stripes may be matching or different Have widths, wherein in a layer at least one strip a rubber composition whose rebound resilience (at 70 ° C) is set according to the invention.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die schematisch zwei Ausführungsbeispiele darstellt, näher beschrieben. Dabei zeigenFurther Features, advantages and details of the invention will now be apparent the drawing, schematically two embodiments represents, described in more detail. Show

1 eine Ausführungsform der Erfindung anhand eines Querschnittes durch einen Fahrzeugluftreifen im Bereich des Laufstreifens und 1 an embodiment of the invention with reference to a cross section through a pneumatic vehicle tire in the tread and

2 eine weitere Ausführungsform der Erfindung ebenfalls anhand eines Querschnittes durch einen Fahrzeugluftreifen im Bereich des Laufstreifens. 2 a further embodiment of the invention also with reference to a cross section through a pneumatic vehicle tire in the tread area.

Die beiden Zeichnungsfiguren zeigen vereinfachte Querschnitte durch die Laufstreifenbereiche von Luftreifen für Nutzfahrzeuge, wobei von den üblichen Bauteilen des Reifens ein Laufstreifen 1, ein Gürtel 2 bestehend aus vier Gürtellagen mit in Gummi eingebetteten, vorzugsweise aus Stahlkord bestehenden Festigkeitsträgern, und eine ebenfalls mit Festigkeitsträgern verstärkte Radialkarkasse 3 dargestellt sind. Von den Seitenwänden 7 des Reifens sind lediglich die radial äußeren Endabschnitte gezeigt. Nicht dargestellt sind Wulstbereiche mit Wulstkernen, Kernprofilen und sonstigen Wulstbauteilen.The two drawing figures show simplified cross sections through the tread areas of pneumatic tires for commercial vehicles, wherein of the usual components of the tire, a tread 1 , a belt 2 consisting of four belt layers with embedded in rubber, preferably made of steel cord reinforcements, and also reinforced with reinforcements radial carcass 3 are shown. From the side walls 7 of the tire, only the radially outer end portions are shown. Not shown are bead areas with bead cores, core profiles and other bead components.

Der Laufstreifen 1 ist in bekannter Weise in einen Laufstreifenoberteil 4 und einen Laufstreifenunterteil 5 geteilt. Der Laufstreifenunterteil 5 weist eine im Wesentlichen konstante Stärke in der Größenordnung von 2 mm bis 3 mm auf und besteht insbesondere aus einer der für Laufstreifenunterteile von Nutzfahrzeugreifen üblichen Gummizusammensetzungen. Der Laufstreifenoberteil 4 ist jener Teil des Laufstreifens 1, welcher mit einer in den Figuren nicht gezeigten Profilierung aus Umfangsnuten, Quernuten, Einschnitten und dergleichen versehen ist.The tread 1 is in a known manner in a tread cap 4 and a tread base 5 divided. The tread base 5 has a substantially constant thickness of the order of 2 mm to 3 mm, and in particular consists of one of the rubber compositions customary for tread lower parts of commercial vehicle tires. The tread cap 4 is that part of the tread 1 which is provided with a profile not shown in the figures of circumferential grooves, transverse grooves, cuts and the like.

Gemäß der Erfindung besteht der Laufstreifenoberteil 4 aus zumindest zwei, insbesondere aus bis zu fünf, übereinander angeordneten, vorzugsweise übereinstimmend dicken Schichten 4a, 4b. Sind zwei Schichten 4a, 4b vorgesehen, weisen diese eine übereinstimmende Dicke in der Größenordung von 5 mm bis 12 mm auf. Die Gummizusammensetzungen der einzelnen Schichten 4a, 4b unterscheiden sich in ihrem Dämpfungs- bzw. Rückprallverhalten. Die am Weitesten radial außen befindliche Schicht 4a weist die geringste Rückprallelastizität auf, in jeder Schicht, die in radialer Richtung und in Richtung Reifeninneres vorgesehen ist, ist die Rückprallelastizität höher. In der radial äußersten Schicht 4a beträgt die Rückprallelastizität bei 70°C (ermittelt gemäß DIN 53512 ) von 40% bis 60% in der radial innersten Schicht 4b des Laufstreifenoberteils 4 beträgt die Rückprallelastizität von 50% bis 70%.According to the invention, the tread cap is made 4 from at least two, in particular from up to five, superimposed, preferably matching thick layers 4a . 4b , Are two layers 4a . 4b provided, they have a matching thickness in the order of 5 mm to 12 mm. The rubber compositions of the individual layers 4a . 4b differ in their damping or rebound behavior. The most radially outward layer 4a has the least resiliency, in each layer, which is provided in the radial direction and in the direction of the tire interior, the rebound resilience is higher. In the radially outermost layer 4a is the rebound resilience at 70 ° C (determined according to DIN 53512 ) from 40% to 60% in the radially innermost layer 4b the tread cap 4 the resilience is from 50% to 70%.

Ein erfindungsgemäß ausgeführter Reifen weist einen Laufstreifen 1 auf, welcher im Neuzustand gegenüber unregelmäßigem Abrieb kaum anfällig ist. Mit der sich durch Laufstreifenabrieb verringernden Profiltiefe nimmt in Folge der höheren Rückprallelastizität in den radial inneren Schichten des Laufstreifenoberteils 4 die Beständigkeit gegenüber unregelmäßigem Abrieb ab. Da jedoch mit abnehmender Profiltiefe auch die Profilverformung geringer wird, können sich die beiden Effekte – Zunahme der Anfälligkeit des Laufstreifens gegenüber unregelmäßigem Abrieb durch die höhere Rückprallelastizität einerseits und Reduktion der Anfälligkeit des Laufstreifens gegenüber unregelmäßigem Abrieb mit sich verringernder Profiltiefe andererseits – ausgleichen.A tire designed according to the invention has a tread 1 which is hardly susceptible to irregular abrasion when new. With treadwear decreasing tread depth decreases due to the higher resiliency in the radially inner layers of the tread cap 4 the resistance to irregular abrasion. However, since the profile deformation decreases with decreasing tread depth, the two effects - increase the susceptibility of the tread to irregular abrasion due to the higher resilience on the one hand and reduction of the susceptibility of the tread to irregular wear with decreasing tread depth on the other hand - compensate.

Bei der in 2 gezeigten Ausführungsform ist die radial äußere Schicht 4a des Laufstreifenoberteils 4 in axialer Richtung in eine Anzahl von Streifen 6a, 6b unterteilt, die in Reifenumfangsrichtung verlaufen. Bei der gezeigten Ausführungsvariante sind insgesamt fünf gleich breit angeführte Streifen 6a, 6b vorgesehen. Die drei Streifen 6a sind abwechselnd mit zwei Streifen 6b angeordnet. Die drei Streifen 6a sind beispielsweise jene, die gemäß der Erfindung aus einer Gummizusammensetzung bestehen, welche die geringste Rückprallelastizität aufweist. Die Streifen 6b können eine Rückprallelastizität aufweisen, die etwas höher ist und insbesondere jener der darunter befindlichen Schicht 4b entspricht.At the in 2 The embodiment shown is the radially outer layer 4a the tread cap 4 in the axial direction into a number of strips 6a . 6b divided, which extend in the tire circumferential direction. In the embodiment shown are a total of five equally broad stripes 6a . 6b intended. The three stripes 6a are alternating with two stripes 6b arranged. The three stripes 6a For example, those made according to the invention consist of a rubber composition having the least resiliency. The Stripes 6b can have a resilience aufwei which is slightly higher, and especially that of the underlying layer 4b equivalent.

Die Rückprallelastizität der einzelnen für die Schichten 4a, 4b verwendeten Kautschukmischungen kann, wie es dem Fachmann bekannt ist, durch die Auswahl und den Anteil entsprechender Kautschuktypen bzw. Kautschukverschnitte, durch die Auswahl und den Anteil von Füllstoffen bzw. Füllstofftypen und durch den Grad der Vernetzung eingestellt werden. Die Kautschukmischung mit der geringsten Rückprallelastizität enthält beispielsweise Ruß in einem Anteil von 50 phr, jene mit der größten Rückprallelastizität Ruß in einem Anteil von 40 phr. Zu den weiteren Bestandteilen der Mischungen gehören die üblichen Zusatzstoffe, wie Zinkoxid, Schwefel, Beschleuniger, Verarbeitungshilfsmittel und Alterungsschutzmittel. Ihre Anteile können den für Mischungen in Laufstreifen für Fahrzeugluftreifen üblichen Anteilen entsprechen.The rebound resilience of the individual for the layers 4a . 4b As is known to the person skilled in the art, the rubber mixtures used can be adjusted by the selection and the proportion of corresponding rubber types or rubber blends, by the selection and the proportion of fillers and by the degree of crosslinking. For example, the rubber rubber compound having the least rebound elasticity contains carbon black in a proportion of 50 phr, and those with the largest rebound elasticity carbon black in a proportion of 40 phr. Other ingredients of the blends include the usual additives such as zinc oxide, sulfur, accelerators, processing aids and anti-aging agents. Their proportions may correspond to those customary for mixtures in treads for pneumatic vehicle tires.

11: Laufstreifentread
22: Gürtelbelt
33: Radialkarkasseradial carcass
44: LaufstreifenoberteilTread cap
4a4a: Schichtlayer
4b4b: Schichtlayer
55: LaufstreifenunterteilTread base
6a6a: Streifenstrip
6b6b: Streifenstrip
77: SeitenwandSide wall

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list The documents listed by the applicant have been automated generated and is solely for better information recorded by the reader. The list is not part of the German Patent or utility model application. The DPMA takes over no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 1308319 A [0002]
- EP 0864447 B [0003]
- DE 10014892 A [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- DIN 53512 [0018]

Claims

Pneumatic vehicle tires, in particular for utility vehicles, with a radial carcass, a multi-layer belt and a tread ( 1 ) from a tread base ( 5 ) and a profiled tread cap ( 4 ), which consists of several layers arranged in the radial direction ( 4a . 4b ) consists of different rubber compositions, characterized in that the layers ( 4a . 4b ) in the upper tread part differ in their resilience (at 70 ° C) from each other, wherein the radially outermost layer ( 4a ) has the least rebound resilience and the rebound resilience in the underlying layer or layers is greater in the direction of the tire interior or is gradually increased.

Pneumatic vehicle tire according to claim 1, characterized in that the radially outermost layer ( 4a ) consists of or has a rubber composition which has a resilience (at 70 ° C) of 40% to 60%.

Pneumatic vehicle tire according to claim 1 or 2, characterized in that the radially innermost layer ( 4b ) consists of or has a rubber composition which has a resilience (to 70 ° C) of 50% to 70%.

Pneumatic vehicle tire according to one of claims 1 to 4, characterized in that the layers ( 4a . 4b ) in the air strip upper part ( 4 ) have matching thicknesses.

Pneumatic vehicle tire according to one of claims 1 to 4, characterized in that at least one of the layers ( 4a . 4b ) in the axial direction of a number of, in particular at least three, circumferential in the circumferential direction strip ( 6a . 6b ) consists.